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第十三章 內能
物理九年級全一冊 人教版2024
第3節 內能
學習目標
01
02
03
04
物理觀念
理解內能的概念；能理解內能與物體的溫度、質量、狀態等因素的關系；認識到改變物體內能的兩種方式—做功和熱傳遞。
科學思維
通過實驗觀察與分析，培養學生運用內能的知識解釋一些日常生活中的熱現象，提高學生分析和解決問題的科學思維能力。
科學探究
培養學生進行實驗操作的技能，學會觀察、記錄、分析實驗數據，提高科學探究能力。能在探究過程中收集證據，分析總結做功和熱傳遞改變物體內能的規律。
科學態度與責任
激發學生對物理現象的好奇心，養成合作、探究的學習態度，讓學生認識到內能在生活和生產中的廣泛應用，以及合理利用內能對社會發展的重要意義，增強學生的社會責任感。
重點難點
教學重點
教學難點
①內能的概念及其與溫度、質量、狀態的關系；②改變物體內能的兩種方式：做功和熱傳遞；③能運用內能知識解釋一些簡單的熱現象。
①理解內能是物體內部所有分子動能和勢能的總和這一抽象概念；②區分做功和熱傳遞在改變物體內能上的異同及微觀機制。
此時水蒸氣所具有的能量是什么呢？
課堂導入
加熱盛水的燒瓶時瓶塞被彈出去
你知道推動瓶塞的能量來自哪里嗎？
裝著開水的水壺瓶塞被彈起來
此時水蒸氣所具有的能量是什么呢？
水蒸氣
內能
我們知道運動的物體具有動能，那構成物質的分子具有動能嗎？
奔跑中的鴕鳥
動能
分子在不停地做無規則運動
探究新知
樹上的果子具有重力勢能
彈簧被壓縮后和拉伸后具有彈性勢能。
勢能
分子間既相互吸引又相互排斥，即分子間具有勢能，稱為分子勢能。
分子間是否也有勢能呢？
探究新知
分子勢能
分子在不停地做無規則運動（分子熱運動）
分子動能
分子間相對位置
分子間相互作用力
探究新知
內能
1.概念：
構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和，叫物體的內能。
2.單位：
焦耳(簡稱焦，用J表示)
各種形式能量的單位都是焦耳。
注意：內能不是一個分子或少數分子的能量，而是物體內部所有分子的總能量。
探究新知
內能是一種常見的能量形式，關于內能，下列說法正確的是（　　）
A.內能是機械能的一種形式
B.溫度高的物體一定比溫度低的物體內能多
C.運動的物體一定比靜止的物體內能大
D.內能在轉化或轉移過程中會有能量損失
解：A、內能是不同于機械能的一種形式的能，故A錯誤；
B、內能的大小與物體的溫度、質量、狀態等有關系，所以溫度高的物體內能不一定多，故B錯誤；
C、內能與物體內部分子熱運動和分子間的相互作用情況有關，而與整個物體的速度無關，故C錯誤；
D、內能在轉化或轉移過程中不可避免的有能量損失，故D正確。
故選：D。
D
【學習任務一】內能的概念
探究新知
下列物體誰的內能大更大？
大
大
大
亮和不亮的燈泡
一瓶水和一桶水
0度的冰和0度的水
同一物體
溫度越高內能越大
同一物體同一溫度
質量越大，內能越大
同一物體同一溫度
物態不同，內能不同
討論交流
探究新知
3. 影響內能大小的因素
物質的種類和物質的體積也會影響內能的大小
溫度
質量
種類
體積
狀態
水和酒精為例，即使質量和溫度相同，因酒精分子間作用力較弱，其內能通常低于水。
當體積減小時，分子間距減小，分子間勢能增加（以斥力為主時），從而導致總內能增大。
探究新知
【學習任務二】影響內能大小的因素
下列關于物體的內能的說法中正確的是（　　）
A.物體運動得越快，物體的內能越大
B.物體被舉得越高，物體的內能越大
C.溫度為0℃的冰塊沒有內能
D.溫度高的物體內能不一定大
解：A、物體的內能與物體做機械運動的速度無關，故A錯誤；
B、物體的內能與物體被舉高的高度無關，故B錯誤；
C、溫度為0℃的冰塊具有內能，故C錯誤；
D、溫度高的物體內能不一定大；質量和物態相同時，溫度高的物體內能大，故D正確。
故選：D。
D
探究新知
4.內能與機械能的區別
機械能
內能
宏觀物體
微觀分子
研究對象
物體動能和勢能的總和
物體內所有分子的動能和分子間相互作用的勢能的總和。
概念
大小
取決于物體整體運動狀態，與物體的速度、相對于地面的高度及彈性形變程度等因素有關。
取決于分子所處的狀態
內能是不同于機械能的另一種形式的能。
探究新知
討論交流
1.正在空中飛行的氣球具有哪些能量？
機械能
氣球在運動有動能
氣球有高度有勢能
物質是由分子構成的
分子在運動有分子動能
分子之間有力作用有分子勢能
內能
探究新知
石頭內部所有的分子都在不停地做無規則運動，所以石頭具有內能。
靜止在水平地面上的石頭
石頭速度為0沒有動能
石頭高度為0沒有勢能
機械能為0
2.靜止在水平地面上的石頭具有哪些能量？
一切物體無論是否具有機械能，由于分子熱運動的存在，所以一定具有內能。
探究新知
3.熾熱的鐵水具有內能嗎？冰冷的冰山具有內能嗎？
一切物質的分子都在不停地做無規則運動。熾熱的鐵水具有內能，冰冷的冰山，溫度雖然低，但其中的水分子仍然在做熱運動，所以也具有內能。
探究新知
北極的冰山也有內能
靜止的石頭有內能
熾熱的鐵水有內能
運動的足球有內能
5.一切物體都具有內能
一切物體，不論溫度高低，不論是否運動、都具有內能。
探究新知
穿棉襖
搓手
烤火
電烤爐
改變內能的方式有哪些呢？
冬天雙手感覺很冷，如何讓雙手暖和起來？
討論交流
探究新知
熱傳遞和內能的改變
1.熱傳遞
①概念：溫度不同的物體互相接觸時，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低，我們把這個過程叫做熱傳遞。
②熱傳遞條件：存在溫度差和相互接觸。
③熱傳遞方向：
從高溫物體到低溫物體， 或者從物體的高溫部分到低溫部分。
探究新知
2.熱量
①概念：熱傳遞過程中傳遞能量的多少，我們稱為熱量。符號為Q。
②熱量的單位：
焦耳(簡稱焦，用J表示)
探究新知
高溫物體
低溫物體
內能
內能減少
內能增加
溫度降低
溫度升高
能量
3.熱傳遞改變物體的內能
①熱傳遞改變物體的內能的實質
能量的轉移
②熱傳遞的過程：內能轉移的過程。
內能從高溫物體向低溫物體轉移。（注意：不是傳遞溫度）
燒熱的工件放到冷水中，工件涼下來，冷水會變熱，在此過程中發生了熱傳遞。
探究新知
爐子燒水
4.熱傳遞改變內能的實例
哈氣取暖
太陽能熱水器
熱水器取暖
除了熱傳遞，還有什么途徑可以改變物體的內能？
探究新知
【學習任務三】熱傳遞改變物體的內能
下列實例中，屬于熱傳遞改變物體內能的是（　?。?br/>A.用鋸條鋸木頭時鋸條的溫度升高
B.兩手相互摩擦時手的溫度升高
C.電鉆打孔時鉆頭溫度升高
D.熱雞蛋放入冷水中溫度降低
解：A、鋸木頭是克服摩擦做功，鋸條溫度升高，是通過做功改變物體的內能；
B、兩手相互摩擦時，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，通過做功的方式改變物體的內能；
C、電鉆打孔是克服摩擦做功，鉆頭溫度升高，是通過做功改變物體內能的；
D、放入冷水中的熱雞蛋放出熱量，溫度降低，是通過熱傳遞改變物體內能，故D正確。
故選：D。
D
探究新知
討論交流
鉆木取火
從滑梯下滑時屁股感覺很燙
摩擦可以產生熱，這部分內能是從哪里來的呢？
摩擦時物體克服摩擦力做了功，這部分內能是物體克服摩擦力做功轉化而來的。
探究新知
實驗1：在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團脫脂棉，把活塞迅速壓下去，觀察發生的現象
【實驗】做功改變內能
脫脂棉燃燒起來
機械能
內能
對氣體壓縮做功
活塞壓縮空氣做功
達到脫脂棉的燃點燃燒
空氣內能增大，溫度升高
演示實驗
探究新知
實驗2：在燒瓶內盛少量水 ，并蓋緊瓶塞 。向瓶內打氣 ，當瓶塞跳起時，觀察瓶內的變化。
向瓶內打氣瓶塞跳起，瓶內出現白氣。
瓶內氣體推動瓶塞做功（瓶塞挑起）
瓶內氣體內能減少，
瓶內氣體溫度降低
水蒸氣液化為小水滴(出現白氣)
內能
機械能
氣體膨脹做功
探究新知
做功和內能的改變
外界壓縮氣體做功，機械能轉化為內能，內能增加。
氣體膨脹對外界做功，內能轉化為機械能，內能減少。
機械能
內能
氣體膨脹做功
機械能
內能
對氣體壓縮做功
1.內容：外界對物體做功，物體的內能增加，溫度升高；
物體對外界做功，物體的內能減少，溫度降低。
2.做功的實質
能量的轉化
探究新知
飛船返回艙穿越大氣層時，克服空氣阻力做功，內能增加，溫度太高，表面燃燒。
3.做功改變內能的實例
搓手取暖——通過雙手摩擦做功，內能增加，溫度升高。
火柴與打磨涂層摩擦做功，內能增加，溫度升高，火柴點燃。
探究新知
【學習任務四】熱傳遞改變物體的內能
下列事例中，通過做功的方式改變物體內能的是（　　）
A.冬天用熱水袋暖手
B.兩手相互摩擦發熱
C.冬天室內用電爐取暖
D.用火爐燒水
解：A、冬天，用熱水袋暖手，手的溫度升高，是通過熱傳遞改變了物體的內能，故A不符合題意；
B、兩手相互摩擦，手的溫度升高，是手克服摩擦力做功，屬于做功改變物體的內能，故B符合題意；
C、冬天室內用電爐取暖，溫度升高，是通過熱傳遞改變了物體的內能，故C不符合題意；
D、用火爐燒水，水的溫度升高，是水吸收了熱量，屬于熱傳遞改變物體的內能，故D不符合題意。
故選：B。
B
探究新知
改變物體內能的途徑是做功和熱傳遞
特別注意：在分析能量及溫度變化的過程中，注意方向。
功、熱量和內能有相同的單位，都是焦耳（J）
做功
熱傳遞
等效
改變物體內能的實質是機械能與內能的轉化
改變物體內能的實質是能量的轉移
探究新知
1. 熱量是過程量；溫度、內能是狀態量
2. 表述區別
溫度只能說“是、降低、升高”
熱量只能說“吸收、放出”
內能只能說“有、具有、改變”
溫度、熱量、內能的聯系
溫度、熱量、內能的區別
溫度（升高）
（吸收）
熱量
內能（增加）
一定
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
探究新知
探究新知
關于溫度、內能和熱量，下列說法錯誤的是（　?。?br/>A.炙熱的鐵水一定比冰冷的冰塊含有的熱量多
B.熱量可以從內能小的物體傳向內能大的物體
C.物體溫度降低時內能減少，溫度升高時內能增加
D.冰塊溫度雖然低，但其分子仍在不停運動
【學習任務五】溫度、內能、熱量的關系
解：A、熱量是一個過程量，不能說含有多少熱量，故A錯誤；
B、發生熱傳遞時，總是由高溫物體向低溫物體傳遞熱量或從一個物體的高溫部分傳向低溫部分，內能小的物體溫度可能會高于內能大的物體，所以內能小的物體可能會將熱量傳給內能大的物體，故B正確；
C、物體溫度降低時，它的內能一定減少，物體溫度升高時，它的內能一定增加，故C正確；
D、水凝結成冰，但分子熱運動沒有停止，故D正確。故選：A。
A
探究新知
【變式訓練】熱傳遞和做功對改變物體的內能是等效的
下列關于功、內能、熱量及能量的轉化的描述中正確的是（　?。?br/>A.火山具有內能，冰山不具有內能
B.溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體含有的熱量多
C.熱量總是從內能大的物體傳通給內能小的物體
D.做功和熱傳遞改變內能是等效的
解：A、任何物體都具有內能，冰山和火山都有內能，故A錯誤；
B、物體的內能除了與溫度有關以外，還和物質的種類、質量等因素有關，故B錯誤；
C、熱傳遞的條件是存在溫度差，熱量總是從溫度高物體傳遞給溫度低的物體，故C錯誤。
D、做功和熱傳遞改變內能是等效的，故D正確；
故選：D。
D
課堂小結
內能
內能
熱傳遞改變內能
概念
物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，
叫物體的內能；單位是焦（J）
影響內能大小的因素
物體溫度、質量、狀態、體積、種類
做功改變內能
熱傳遞
熱傳遞改變內能
概念
條件和方向
有溫度差
相互接觸
實質：能量的轉化（機械能與內能的轉化）
課堂練習
1.（2021秋 成都期末）關于物體的內能，下列說法中錯誤的是（　?。?br/>A．內能是構成物體所有分子的動能和勢能的總和
B．一切物體都具有內能，0℃的物體也具有內能
C．物體的溫度不變，它的內能一定不變
D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內能
點評：理解內能概念、影響因素和改變內能的方法，是解答此題的關鍵。
解：A、內能是構成物體所有分子的動能和勢能的總和，故A正確；
B、一切物體都具有內能，0℃的物體也具有內能，故B正確；
C、物體的溫度不變，它的內能可能不變，也可能增大，如晶體熔化過程中吸收熱量，溫度不變，內能增大，故C錯誤；
D、做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，故D正確。故選：C。
C
課堂練習
2.（2016秋 龍海市校級期中）關于物體的內能，下列說法中正確的是（　　）
A．物體運動的越快，物體的內能越大
B．物體舉得越高，物體的內能越大
C．溫度為-40℃的冰塊沒有內能
D．內能為零的物體不存在
點評：此題考查了對內能的理解，內能是內部分子所具有的能量，是微觀粒子所具有的能量，機械能是宏觀物體所具有的能量，應注意區別。
解：A、內能是指物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，物體運動的快，其動能大，內能不一定大。故A錯誤；
B、物體被舉得越高，其重力勢能大，內能不一定大。故B錯誤；
C、溫度為-40℃的冰塊，其分子也在不停地做無規則運動，也有內能。故C錯誤；
D、一切物體在任何情況下都具有內能，所以內能為零的物體不存在。故D正確。故選：D。
D
課堂練習
3.（2025 建鄴區二模）下列關于溫度、熱量、內能說法正確的是（　　）
A．物體的溫度升高，一定吸收了熱量
B．物體從外界吸收熱量，溫度不一定升高
C．物體的溫度越高，其所含有的熱量越多
D．熱傳遞中熱量總是從內能多的物體傳向內能少的物體
點評：本題主要考查學生對內能、溫度、熱傳遞等知識的理解和應用，是熱學的難點；要特別注意：溫度升高，內能一定增加；但是，內能增加，溫度不一定升高。
解：A、物體溫度升高，不一定吸收了熱量，也可能是外界對它做了功，故A錯誤；
B、物體吸收熱量，溫度可能不變，如晶體熔化時，吸熱溫度不變，故B正確；
C、熱量是一個過程量，不能說物體含有熱量的多少，故C錯誤；
D、發生熱傳遞時，熱量總是從溫度高的物體傳遞給溫度低的物體，內能多的物體溫度不一定高，故D錯誤。
故選：B。
B
課堂練習
4.（2025 碑林區校級一模）“星星之火，可以燎原”。在紅軍長征途中，戰士們需要生火做飯和取暖。戰士們通過如圖所示的打火鐮打擊火石，濺出火星，引燃火絨得到明火。下列說法正確的是（　?。?br/>點評：本題考查了改變內能的方法、擴散現象以及溫度熱量內能之間的關系，屬基礎知識的應用。
解：A、濺出的火星自身能發光，是光源，故A錯誤；
B、熱量是一個過程量，不能用具有、含有來修飾，故B錯誤；
C、改變物體內能的方式有熱傳遞和做功，戰士在火堆旁取暖，是通過熱傳遞的方式改變內能的，故C錯誤；
D、飯熟后聞到飯香，是擴散現象，是分子不停地做無規則運動的結果，故D正確。
故選：D。
D
布置作業
1.基礎性作業：完成課件中的課堂練習。
2.拓展性作業：實際體驗一下用打氣筒打氣，用打氣筒給自行車輪胎打氣后，發現氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度，對于這個現象，你認為筒壁發熱的原因是什么？并從理論和實驗兩方面說明你的理由。
思路指導
　　主要原因是活塞不斷壓縮氣筒內的氣體，對它們做功，使其內能不斷增多，溫度上高，也導致氣筒壁的溫度升高；還有活塞和氣筒壁摩擦也會產生一部分熱量，但這是次要的，可用注射器驗證一下，用注射器的活塞在注射器中來回拉動，發現注射器從摩擦部位來看，并不怎么熱，所以摩擦不是氣筒壁發熱的主要原因。

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